CC BY
10
05.20.01
УДК 637.116-83
К ВОПРОСУ ДИАГНОСТИКИ ДОИЛЬНЫМ АППАРАТОМ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ЧЕТВЕРТЕЙ ВЫМЕНИ У ЛАКТИРУЮЩИХ КОРОВ
© 2019
Александр Аркадьевич Рылов, кандидат технических наук, доцент кафедры «Технологическое и энергетическое оборудование Петр Алексеевич Савиных, доктор технических наук, профессор кафедры «Технологическое и энергетическое оборудование»
Валерий Николаевич Шулятьев, доктор технических наук, профессор кафедры «Технологическое и энергетическое оборудование» ФГБОУВО «Вятская ГСХА», г. Киров (Россия)
Аннотация
Введение: статья посвящена экспериментальному исследованию функционального состояния четвертей вымени коровы с помощью доильного аппарата, оснащенного устройством почетвертного контроля интенсивности молоковыведения. Показана производственная необходимость постоянного контроля над функциональным состоянием четвертей вымени коровы непосредственно во время доения. Сформулирована цель исследования.
Материалы и методы: выполнено обоснование объективности определения электрической проводимости молока путем регистрации потенциала в делителе напряжения электронного блока доильного аппарата. Приведены технические причины, препятствующие адекватному определению удельной электрической проводимости молока доильным аппаратом во время доения коров. Предложено оценивать функциональное состояние четвертей вымени по величине относительного отклонения электрической проводимости молока в данной четверти от минимального среди них значения. Аналитически разработаны два критерия для диагностики молочной железы на мастит доильным аппаратом и выполнен их сравнительный анализ.
Результаты: по экспериментальным данным, полученным при доении коров в коровнике с привязным содержанием с помощью устройства почетвертного контроля интенсивности молоковыведения, рассчитаны значения обоих критериев для оценки функционального состояния четвертей вымени у лактирующих коров. Выполнена проверка адекватности функционирования доильного аппарата в режиме диагностики коров на мастит непосредственно во время доения.
Обсуждение: обобщены результаты сравнительного анализа заключений о функциональном состоянии четвертей вымени коров по результатам проб на кенотест и по величинам разработанных критериев. Определены границы предельно допустимых интервалов варьирования разработанных критериев для здоровых четвертей вымени, выше которых квалифицируется субклинический мастит. По результатам сравнительного анализа критерий, рассчитанный по величие напряжения в делителе электронного блока, использован в алгоритме функционирования доильного аппарата для контроля четвертей вымени коров на мастит.
Заключение: подтверждена техническая возможность, эффективность и целесообразность диагностирования функционального состояния молочной железы на мастит доильным аппаратом, оборудованным устройством почетвертного контроля интенсивности молоковыведения.
Ключевые слова: доильный аппарат, делитель напряжения, допустимый интервал варьирования, глубина погружения, интенсивность молоковыведения, коллектор, кондуктометрия, мастит, относительное отклонение, потенциал, почетвертной контроль, электрическая проводимость, электрод, электронный блок.
Для цитирования: Рылов А. А., Савиных П. А., Шулятьев В. Н. К вопросу диагностики доильным аппаратом функционального состояния четвертей вымени у лактирующих коров // Вестник НГИЭИ. 2019. № 12 (103). С. 14-24.
TO THE QUESTION OF DIAGNOSTICS OF THE MILKING APPARATUS OF THE FUNCTIONAL STATE OF THE UDDER QUARTERS OF LACTATING COWS
© 2019
Alexander Arkadievich Rylov, Ph. D. (Engineering), Associate professor of the chair of technological and energetic tools Peter Alexeevich Savinykh, Dr. Sci. (Engineering), Professor of the chair of technological and energetic tools Valeriy Nikolaevich Shulyatiev, Dr. Sci. (Engineering), Professor of the chair of technological and energetic tools Vyatka State Agricultural Academy, Kirov (Russian Federation)
Abstract
Introduction: the article is devoted to the experimental study of the functional state of the cow udder quarters with the help of a milking machine equipped with a device for the soil control of the intensity of lactation. The production necessity of constant control over the functional state of cow udder quarters during milking is shown. The purpose of the study is formulated.
Materials and methods: the substantiation of the objectivity of determining the electrical conductivity of milk by registering the potential in the voltage divider of the electronic unit of the milking machine. The technical reasons preventing adequate definition of specific electrical conductivity of milk by the milking machine during milking of cows are given. It is proposed to evaluate the functional state of the udder quarters by the value of the relative deviation of the electrical conductivity of milk in this quarter from the minimum value among them. Two criteria for the diagnosis of breast mastitis by the milking machine were analytically developed and their comparative analysis was performed. Results: according to experimental data obtained in the milking of cows in the barn with tethered content using the device paketering controlling the intensity of lactation, the calculated values of both criteria for the assessment of the functional state of the udder quarters of lactating cows. The adequacy of the milking machine in the mode of diagnosis of cows for mastitis directly during milking is checked.
Conclusion: confirmed technical feasibility, the effectiveness and appropriateness of diagnostics of the functional state of the mammary gland to mastitis milking machine equipped with a device paketering controlling the intensity of lactation.
Key words: milking machine, a voltage divider, the permissible range of variation, depth of immersion, the intensity of lactation, the collector, conductometry, mastitis, relative deviation, potential, honor square control, electrical conductivity, electrode, electronic component.
For citation: Rylov A. A., Savinykh P. A., Shulyatiev V. N. To the question of diagnostics of the milking apparatus of the functional state of the udder quarters of lactating cows // Bulletin NGIEI. 2019. № 12 (103). P. 14-24.
Введение
Более чем за полтора столетия, прошедших со дня изобретения доильного аппарата [12, с. 63], не достигнуто в промышленных объемах идеальное без негативных последствий физическое воздействие доильного аппарата на вымя. Поэтому болезни молочной железы у коров сопутствуют молочному скотоводству во всех странах мира и снижают эффективность машинного доения [14, с. 3]. Мастит вызывает уменьшение продуктивности на 10...40 %, приводит к ухудшению пищевых и технологических свойств молока, значительно сокращает срок производственного использования животных [1, с. 15; 4, с. 54; 7, с. 76; 9, с. 16; 16, с. 57; 17, с. 459]. В настоящее время такое положение радикально не меняется вопреки достигнутому техническому прогрессу в машинном доении коров, профилактике,
лечению и контролю над состоянием вымени. Поэтому, несмотря на затраты труда и средств, контроль над функциональным состоянием молочной железы у лактирующих коров необходимо осуществлять постоянно при каждом доении. Целью работы являлось теоретическое обоснование критериев контроля над функциональным состоянием четвертей молочной железы и технической возможности использования доильного аппарата, оснащенного устройством почетвертного контроля интенсивности молоковыведения, для диагностирования мастита непосредственно во время доения.
Материалы и методы В основе алгоритма функционирования устройства почетвертного контроля интенсивности молоковыведения, разработанного на кафедре энергетического и технологического оборудования Вят-
ской ГСХА, лежит измерение электрического сопротивления молока контактным методом с использованием электродов, изготовленных из нержавеющей стали. При осуществлении контроля интенсивности молоковыведения происходит гальванический контакт молока с электродами, размещенными в коллекторе доильного аппарата. Главными преимуществами контактного метода являются точность, широкий диапазоном измерений, а также возможность автоматизации получения регистрируемых параметров [18, с. 1; 19, с. 2; 20, с. 1]. Наличие существенной разницы в значениях удельной электрической проводимости молока между четвертями свидетельствует об изменении физико-химических свойств молока, обусловленных реакцией организма животного на воспалительные процессы [5, с. 55; 9, с. 12; 10, с. 16].
Повсеместному измерению удельной электрической проводимости непосредственно во время извлечения молока доильными аппаратами препятствуют погрешности, возникающие из-за поляризационных явлений на межфазной границе электрод-молоко, возможное загрязнение электродов, и, самое главное, повышенные требования к конструкции самой измерительной ячейки, обеспечивающей по периметру ячейки ограничение силовых линий тока [6, с. 105; 11, с. 64].
Электрическая проводимость молока представляет собой величину обратную его электрическому сопротивлению [3, с. 27; 15, с. 17]
w = -L,
R„
(1)
где Ж - электрическая проводимость молока, Ом-1; Ям - электрическое сопротивление молока, Ом.
Величина удельной электрической проводимости молока (ионного проводника) выражается уравнением [15, с. 127]
, 1
Х = А--,
(2)
где х - удельная электрическая проводимость,
Ом-1-см-1; А = — - константа ячейки, см-1; — - расЕ
стояние между электродами, см; Е - площадь проводника, см2.
Величину константы ячейки аналитически можно рассчитать лишь в том случае, если проводник имеет строго определенную геометрическую форму, которая ограничивает силовые линии тока, проходящие через него, что имеет место исключительно при измерении электрической проводимости металлических проводников [15, с. 127]. Для вы-
числения удельной электрической проводимости молока (ионного проводника) на основании выражения (2) необходимо знать константу ячейки А устройства почетвертного контроля интенсивности молоковыведения, которую невозможно определить прямым измерением поперечного сечения струйки молока [6, с. 105] вследствие:
- рассеивания силовых линий тока, которые не ограничиваются столбиком молока, находящегося между электродами;
- не параллельным расположением электродов и переменной формой их по сечению;
- сложной и переменной формой по периметру живого сечения струйки молока, омывающей электроды.
При кондуктометрии ионных проводников для определения константы А используют стандартные водные растворы хлористого калия [6, с. 106; 2. с. 6; 15, с. 128]. Константу ячейки А вычисляют после измерения сопротивления ячейки, заполненной эталонным раствором, из выражения (2). При измерении электрической проводимости молока непосредственно в потоке во время доения предварительные испытания с использованием эталонных растворов не продуктивны, поскольку невозможно получить экспериментальные значения константы ячейки для каждой отдельной коровы, так как интенсивность поступления молока каждой особи и удельная электрическая проводимость изменяется с возрастом животного и периодом лактации [8, с. 31; 18, с. 2]. Учитывая условия эксплуатации доильного аппарата, технически сложно обеспечить в нем полноценную измерительную ячейку, поэтому, на наш взгляд, следует отказаться от определения удельных величин электрической проводимости молока и ограничиться только измерением проводимости молока по четвертям. Повышение точности в диагностировании воспалительных процессов в четвертях по результатам вычисления электрической проводимости молока можно обеспечить, если использовать в качестве критерия функционального состояния четвертей вымени не абсолютные значения электрической проводимости, а относительные. Принять за критерий функционального состояния четвертей отношение абсолютной разницы между электрической проводимостью данной четверти и минимальным значением электрической проводимости из ее четвертей к минимальному значению электрической проводимости, тогда критерий становится универсальным, не зависящим от индивидуальных особенностей каждой особи. Техническую возможность определения электрической проводимости молока во время доения предоставляет
делитель напряжения (рис. 1) устройства почет-вертного контроля интенсивности молоковыведе-ния.
Рис. 1. Расчетная схема делителя напряжения электронного блока Fig. 1. The design scheme of the voltage divider of the electronic unit
В самом деле, по потенциалу на нижнем плече делителя напряжения ио электронного блока и опорному напряжению U можно определить ток I, протекающий по цепи делителя напряжения по выражениям
I =
U
R0 + Rm
-i = u - U 0
R
(3)
где Ro - сопротивление нижнего плеча делителя напряжения, Ом; Rм - сопротивление верхнего плеча делителя напряжения, Ом.
Из совместного решения выражений (3) вычисляется сопротивление верхнего плеча (молока)
делителя:
R =
R0U - U 0)
(4)
Подставив выражение (4) в выражение(1), получим электрическую проводимость молока:
W =
(U - U 0)R0
(5)
Оценка электрической проводимости молока по выражению (5) позволяет определить электрические проводимости молока по всем четырем долям вымени каждой особи, абсолютные величины которых зависят от интенсивности молоковыведения каждой четверти и параметров измерительной ячейки (расстояние между электродами, площадь электрода). Поэтому оценку электрической проводимости молока по напряжению в делителе электродного
блока следует проводить в режиме максимальной интенсивности молоковыведения.
Чтобы вычленить больную четверть и исключить из расчетов конструктивные параметры измерительной ячейки, достаточно принять в качестве критерия функционального состояния вымени величину относительного отклонения электрической проводимости по четвертям
W - W s = W-sL .100,
W ■
(6)
где Зт - относительное отклонение электрической проводимости в /-й четверти, %; Wi - вычисленное значение электрической проводимости в /-й четверти, Ом-1; Wmin - минимальное значение электрической проводимости в четвертях данной особи, Ом-1.
Величины электрической проводимости молока /-й четверти зависят от величины потенциала на нижнем плече делителя напряжения и определяются по его величине с учетом параметров делителя напряжения (и и RО) электронного блока. Поэтому интерес и практическое применение, на наш взгляд, заслуживает критерий функционального состояния четвертей вымени коровы, представляющий собой относительное отклонение потенциала на нижнем плече делителя напряжений:
U - U ■
о 01 0 min
STJ; =
U
•100,
(7)
где Зи/ - относительное отклонение напряжения на нижнем плече делителя, %; и0/ - напряжение на нижнем плече делителя при измерении электрической проводимости молока в /-той четверти, В; и0т/п - минимальное значение напряжения на нижнем плече делителя при измерении электрической проводимости в четвертях данной особи, В.
Соотношение предложенных критериев функционального состояния четвертей вымени будет равно
s
s
Wi _
W - W-
i min
•100
U, - Uo
oi_°m
un
•100
(8)
После несложных преобразований, связанных с очевидными сокращениями и выражением электрической проводимости через опорное напряжение и напряжение на нижнем плече делителя по формуле (5), соотношение примет вид
s
U
sVl U - и 0 i
(9)
Анализ выражения (9) показывает, что отношение критериев функционального состояния четвертей вымени, определенных по электрической
проводимости молока и вычисленных по величине напряжения на нижнем плече делителя электронного блока не зависит от величины сопротивления нижнего плеча делителя, пропорционально опорному напряжению и варьирует в интервале:
от ^ = 1 при и№ = 0 В до
6„
8„
при Ш. (10)
На наш взгляд, критерий функционального состояния четвертей на мастит, определенный по величине напряжения на нижнем плече делителя, адекватно отображает тренд изменения критерия функционального состояния четверти вымени, вычисленной по результатам измерения электрической проводимости. Однако следует отметить, что его абсолютная величина будет значительно ниже величины, рассчитанной по электрической проводимости молока. Объективно обосновать величины предельно допустимых значений (порогов) для обоих критериев возможно по итогам исследований электрической проводимости молока четвертей вымени, если дополнительно использовать результаты параллельно выполненной диагностики на мастит другими, например, химическими методами.
Конструктивные возможности датчика почет-вертного контроля интенсивности молоковыведения путем программирования его электронного блока позволяют после измерения потенциала на нижнем плече делителе напряжения определить во время машинного доения величины электрической проводимости молока в долях вымени и рассчитать в них критерии функционального состояния. Техническая реализация в электронном блоке устройства почет-вертного контроля интенсивности молоковыведения опции изменения свечения светодиодов соответствующих четвертей вымени, например, с зеленого на красный цвет при превышении критических значений (порогов) критериев функционального состояния четвертей вымени, дополнительно обеспечит раннюю диагностику четвертей вымени коров на мастит. Изменение цвета свечения светодиодов на электронном блоке доильного аппарата проинформирует оператора непосредственно во время доения о необходимости изолированного доения данного животного, целенаправленного ветеринарного обследования и, в случае необходимости, назначения соответствующего курса лечения.
Результаты
Оценки функционального состояния четвертей вымени коров по разработанным критериям выполнены последовательно в три этапа в одном из хозяйств Кировской области. Этапы исследования были совмещены с ежемесячной проверкой молоч-
ного стада на мастит ветеринарной службой хозяйства химическим методом (пробы молока на кено-тест). Для исследований на первом этапе были отобраны девять коров с разным функциональным состоянием молочной железы. Три особи (Крыночка, Оливка, Зеница) - заведомо здоровые коровы согласно результатам обследования их ветеринарной службой фермы, а четвертая - (Астория) прошла курс лечения задней левой четверти. У оставшихся пяти коров (Казарка, Арабеска, Соната, Герань и Вышка) диагностируется ветеринарной службой мастит. Казарка - выявлено подозрение на мастит в левой задней четверти; Арабеска (три соска) - кено-тест не выявил воспаления в четвертях (ранее она болела); Соната - диагностирован хронический мастит правой половины вымени; Герань - мастит присутствует в обеих задних четвертях; Вышка -передние четверти вылечены, воспаление перешло на задние четверти. Результаты кондуктометрии молока из четвертей здоровых коров, по нашему мнению, позволят объективно обосновать допустимый диапазон варьирования обоих критериев функционального состояния вымени по четвертям. Кон-дуктометрия молока от больных коров подтвердит адекватность выбранного диапазона, и, если опровергнет, позволит подкорректировать его для последующего тестирования.
На первом этапе исследований использовалась измерительная ячейка с глубиной погружения электродов в молоко в 11,0 мм, что эквивалентно при доении, по нашему мнению, максимально возможной интенсивности молокоотдачи.
На втором этапе, проведенном во время следующей ежемесячной проверки на мастит, кондук-тометрия молока выполнена у семи особей, в том числе у трех коров (Зеница, Соната и Герань), молоко исследовалось повторно с целью определения сходимости результатов. Четыре коровы (Любава, Попутчица, Руна и Цыпочка) выбраны с хроническим маститом. Глубина погружения электродов в измерительной ячейке во второй серии исследований равнялась 7,50 мм, что соответствует при доении максимальному уровню интенсивности моло-ковыведения в данной группе коров.
На третьем этапе выполнена проверка адекватности тестирования коров непосредственно во время доения доильным аппаратом с устройством почетвертного контроля интенсивности молоковы-ведения, перепрограммированным на световую сигнализацию субклинического мастита в четвертях в соответствии с результатами первых двух этапов исследований. Для кондуктометрии на третьем этапе выбраны пять коров с диагнозом субклинический
мастит (Герань, Ветка, Руна, Исландия и Форель), причем с целью сравнительного анализа две особи из них (Герань и Руна) ранее тестировались кондук-тометрическим методом на первом и втором этапах.
Результаты исследования функционального состояния вымени коров на первом и втором этапах
исследовании методом контактной кондуктометрии по двум критериям представлены в таблице 1. Критерии функционального состояния четвертей вымени исследуемых животных рассчитаны по выражениям (6) и (7).
Таблица 1. Результаты тестирования функционального состояния молочной железы методом контактной кондуктометрии
Table 1. The results of testing the functional state of the mammary gland by the method of contact conductometry
Четверти вымени / Quarters of the udder
Кличка коровы / Задняя левая / Передняя левая / Задняя правая / Передняя правая /
Cow's name Rear left Front left Rear right Front right
Su, % Sw, % Su, % Sw, % Su, % Sw, % Su, % Sw, %
Крыночка / Krynochka 0,96 6,33 0,65 4,22 0,34 2,15 0,00 0,00
Оливка / Olivka 0,87 5,58 0,00 0,00 0,00 0,01 0,93 5,99
Зеница / Zenitca 5,16 39,54 2,06 13,18 0,00 0,00 1,32 8,13
Зеница / Zenitca 4,27 22,07 0,00 0,00 1,19 5,48 0,19 0,86
Астория / Astoria 0,00 0,00 0,65 4,10 0,88 5,62 0,06 1,48
Казарка / Kazarka 1,95 13,23 0,94 6,02 1,19 7,76 0,00 0,00
Арабеска / Arabesque - - 1,98 11,50 0,00 0,00 3,16 19,43
Соната / Sonata 0,00 0,00 0,85 6,43 1,69 13,55 1,80 14,49
Соната / Sonata 0,00 0,00 2,85 14,61 3,72 19,71 2,04 10,13
Герань / Geranium 1,70 13,58 0,00 0,00 1,72 13,80 0,13 0,91
Герань / Geranium 1,87 9,35 1,50 7,41 1,65 8,14 0,00 0,00
Вышка / Vyshka 5,02 38,11 0,00 0,00 4,45 32,63 1,66 10,43
Любава / Lyubava 4,19 21,95 0,17 0,77 0,00 0,00 6,33 36,33
Руна / Runa 8,53 55,68 1,32 6,31 3,16 16,17 0,00 0,00
Попутчица / Poputchica 2,50 14,00 0,00 0,00 0,48 2,47 - -
Цыпочка / Cypochka 0,32 1,70 3,52 21,62 0,00 0,00 0,32 1,70
Обсуждение
Согласно диагностики физиологического состояния молочной железы у здоровых, по мнению ветеринарной службы, коров (Крыночки, Оливки и Зеницы) по обоим критериям функционального состояния в четвертях вымени (табл. 1) наибольшие величины критериев соответствуют молоку из задних левых четвертей вымени животных. Диапазон критерия, рассчитанного по выражению (7), варьирует в диапазоне ¿и = 0,87... 5,16 %; а критерий, определенный по электрической проводимости, изменяется в более широких пределах ¿W = 5,58...39,54 %. Такое расхождение вполне согласуется с результатами анализа их соотношения по выражению (10). Наибольшие величины обоих критериев соответствуют молоку задней левой четверти Зеницы. Достаточно высокие, по сравнению со всеми четвертями Крыночки и Оливки, величины обоих критериев зарегистрированы у Зеницы для молока из передней левой четверти (¿и = 2,06 % и ¿W = 13,18 %). Следует отметить, что результаты кондуктометрии
расходятся с мнением ветеринарной службы об отсутствии воспалительных процессов в четвертях у Зеницы. Однако биологические особенности Зеницы способствуют возникновению воспалительных процессов в ее задней левой четверти, которая заметно менее развита, чем остальные доли, и вследствие этого должна постоянно подвергаться холостому доению [4, с 54]. Повторная (через месяц) проба на кенотест подтвердила наличие субклинического мастита в задней левой четверти, что подтверждает мнение о более ранней диагностике воспалительных процессов в вымени методом кондук-тометрии по сравнению с химическими подходами [9, с. 13]. Результаты кондуктометрии на втором этапе исследований четвертей Зеницы уверенно подтвердили наличие воспалительных процессов в задней левой четверти: ¿и = 4,27 % и ¿W = 22,07 %, а результаты кондуктометрии молока из передней левой доли показали минимальные значения. За предельно допустимые значения критериев диагностики функционального состояния четвертей выме-
ни у коров по результатам повторной кондуктомет-рии и анализа и пробы на кенотест следует принять величины равные [¿и] = 2,00 % и [¿да| = 13,00 %. Надо заметить, что величина [¿^| = 13,00 % входит в диапазон 10,00.15,00 %, известный по литературным источникам [13, с. 1].
Результаты кондуктометрии молока из четвертей вымени Астории, прошедшей курс лечения задней левой четверти, показали, что обе максимальные оценки критериев функционального состояния четвертей вымени находятся внутри предельно допускаемого диапазона, установленного для здоровых долей вымени. Максимальные величины критериев, зафиксированные для молока из задней правой четверти Астории, значительно меньше предельно допускаемых значений: ¿и = 0,88 % < [¿и] = = 2,00 % и ¿w = 5,62 % < [V! = 13,00 %. Результаты исследования электрической проводимости молока из четвертей вымени Астории подтверждаются результатами химического тестирования, свидетельствующими об отсутствии воспалительных процессов в долях ее молочной железы.
Результаты ветеринарного обследования Казарки, выявившие подозрение на мастит в левой задней четверти, частично совпадают с результатами кондуктометрических исследований молока, так как первый критерий несколько меньше предельного значения, а второй - чуть больше предельно допускаемой величины: ¿и = 1,95 % < [¿и]= 2,00 %; ¿W = 13,23 % > = 13,00 %. Поэтому предельную величину первого критерия в соответствии с результатами пробы на кенотест следует несколько уменьшить, например, на 0,1 %.
Пробы молока на кенотест из долей вымени Арабески не показали воспаления в четвертях. По нашему мнению, у Арабески воспалена передняя правая четверть, поскольку оба критерия оценки функционального состояния в них значительно превышают предельно допускаемые интервалы: ¿и = 3,16 % > [¿и] = 2,00 %; ^ = 19,43 % > = = 13,00 %. Кроме того, на наш взгляд, с учетом поправки ([¿и] = 1,90 %) возможен воспалительный процесс в передней левой четверти, так как критерии функционального состояния четвертей особенно по первому критерию близки к предельным значениям: ¿и = 1,98 % < [¿и] = 2,00 % и ¿w = 11,50 % < = 13,00 %.
У Сонаты диагноз - хронический мастит правой половины вымени также не в полной мере совпадает с полученными критериями функционального состояния вымени, поскольку один критерий функционального состояния четвертей вымени
меньше допускаемой величины, а по второй больше: ¿и = 1,69 % < [¿и] = 2,00 % и ¿w = 13,55 % > = = 13,00 %; ¿и = 1,80 % < [¿и]= 2,00 % и ¿w = 14,49 % > [¿ш| = 13,00 %. Повторное через месяц измерение электрической проводимости молока в четвертях вымени Сонаты подтверждают наличие воспалительных процессов в правой половине вымени: ¿и = 3,72 % > [¿и] = 2,00 % и ¿w = 19,71 % > = = 13,00 %. ¿и = 2,04 % > [¿и] = 2,00 % и ¿w = 10,13 % < [¿^ = 13,00 %. Надо отметить, что при повторной кондуктометрии более объективную оценку предоставил первый критерий, даже без его корректировки предельного значения. Кроме того, в данный период подвержена воспалению передняя левая четверть, так как оба критерия функционального состояния в этой четверти значительно превышают допускаемый интервал варьирования: ¿и = 2,85 % > [¿и] = 2,00 %; ¿w = 14,61 % > = 13,00 %. Пробы молока на кенотест во время второго этапа исследования выявили воспалительные процессы в передней левой четверти и в задней правой четверти, а проба молока передней правой четверти дала отрицательный результат, что свидетельствует о более раннем диагнозе воспаления четвертей вымени методом кондуктометрии молока. Следует отметить, что превышение предельно допустимого значения по первому критерию более впечатлительное: соответственно на 42,5 % против 12,4 % по второму критерию, что свидетельствует о его большей чувствительности и работоспособности.
Вердикт ветеринарной службы о мастите в обеих задних четвертях у Герани частично совпадает с результатами кондуктометрии, поскольку первый критерий функционального состояния четвертей вымени меньше предельно допускаемой величины, второй немного больше: ¿и = 1,70 % < [¿и] = = 2,00 % и ¿w = 13,58 % > = 13,00 %; ¿и = 1,72 % < [¿и] = 2,00 % и ¿w = 13,80 % > = = 13,00 %. В результате повторного обследования на втором этапе исследования критерии функционального состояния четвертей вымени в задней левой четверти и задней правой четверти равные ¿и = 1,88 % < [¿и] = 2,00 % и ¿w = 9,35 % < = = 13,00 % не показали воспалительные процессы, в то время как проба на кенотест подтвердила мастит у Герани в задней левой четверти. Надо отметить, что первый критерий оценки функционального состояния четвертей возрос, что свидетельствует о его адекватной реакции на воспалительный процесс, а второй критерий, наоборот, снизил свою величину почти на 4,5 %.
У Вышки ветеринарная служба по результатам пробы молока на кенотест утверждает, что передние четверти вылечены, а воспаление перешло на задние доли. Такой диагноз уверенно совпадает с результатами исследования электрической проводимости молока. В задних четвертях Вышки оба критерия функционального состояния четвертей вымени значительно превышают предельно допускаемый диапазон варьирования: SU = 5,02 % > [SU = = 2,00 % и Sw = 38,11 % > [VI = 13,00 %.
Мнение ветеринарной службы о мастите в задней левой и передней правой четвертях у Люба-вы в полной мере совпадает с результатами кондук-тометрии, поскольку величины обоих критериев функционального состояния четвертей вымени значительно превышают допускаемый интервал их варьирования для здоровых четвертей: SU = 4,19 % > [Su] = 2,00 % и Sw = 21,95 % > [Sw] = 13,00 %. Su = 6,33 % > [Su] = 2,00 % и Sw = 36,33 % > [Sw] = = 13,00 %.
Диагноз ветеринарных врачей о мастите в задних четвертях у Руны абсолютно совпадает с результатами кондуктометрии, так как оба критерия функционального состояния четвертей вымени значительно выходят за допускаемые пределы: Su = 8,53 % > [Su]= 2,00 % и Sw = 55,68 % > [Sw] = = 13,00 %; Su= 3,16 % > [Su] = 2,00 % и Sw = 16,17 % > [SW] = 13,00 %. Проба на кенотест диагностирует у Руны воспалительные процессы в передней левой четверти, что значительно расходится с результатом исследования электрической проводимости молока в этой четверти, поскольку оба критерия функционального состояния четвертей вымени не выходят за пределы допускаемого интервала варьирования: Su = 1,32% < [Su] = 2,00 % и Sw = 6,31 % < [Sw] = = 13,00 %.
У Попутчицы (три соска) в соответствии с результатами кондуктометрии молока из четвертей вымени (Su = 2,50 % > [Su] = 2,00 % и Sw = 14,00 % > [SW] = 13,00 %) воспалена задняя левая четверть. Проба на кенотест диагностирует у Попутчицы воспалительные процессы в обеих левых четвертях вымени. Передняя левая четверть, по нашему мнению, полностью здорова, поскольку в этой четверти имеют место минимальные оценки обоих критериев функционального состояния четвертей: SU = 0,00 % < [Su] = 2,00 % и Sw = 0,00 % < [Sw] = = 13,00 %.
У Цыпочки в соответствии с исследованием электрической проводимости молока воспалена передняя левая четверть, так как оба критерия функционального состояния четвертей вымени значи-
тельно выходят за допускаемые пределы: SU = 3,52 % > [Su]= 2,00 %; Sw = 21,62 % > [SW] = = 13,00 %. Такой диагноз совпадает с результатом химического тестирования.
На третьем этапе исследований во время доения коров Герани, Руны и Форели на электронном блоке доильного аппарата загорелись по три сигнальных светодиода, а при доении Ветки и Исландии загорелись по два светодиода, что полностью согласуется с результатами проб молока из их четвертей на кенотест. Результаты выполнения кондук-тометрии молока в потоке, выполненные на третьем этапе у Герани и Руны, совпали также с результатами их тестирования кондуктометрическим методом ранее на первом и втором этапах.
Заключение
1. Анализ результатов тестирования функционального состояния четвертей вымени, выполненных химическим методом и кондуктометрией молока посредством доильного аппарата, оснащенного устройством почетвертного контроля интенсивности моло-ковыведения, свидетельствует о технической возможности, эффективности и целесообразности использования такой опции в доильном аппарате.
2. Сопоставительный анализ диагнозов, полученных по результатам проб молока на кенотест с результатами тестирования по обоим критериям диагностики мастита, рассчитанных как с учетом электрической проводимости молока в четвертях вымени, так и по варьированию напряжения на делителе электронного блока, подтвердил их адекватность и работоспособность.
3. С учетом того, что критерий функционального состояния четвертей вымени, рассчитанный по электрической проводимости молока, изменяется в более широком диапазоне и не всегда адекватно отображает тренд изменения функционального состояния молочной железы, на наш взгляд, следует ограничиться одним критерием, рассчитанным по варьированию напряжения на нижнем плече делителя электронного блока.
4. Использование одного критерия, рассчитанного по варьированию напряжения на нижнем плече делителя электронного блока, несколько упростит алгоритм функционирования доильного аппарата и при относительно малом численном снижении предельно допускаемого диапазона, например, до [SU] = 1,70...1,90 % позволит на более ранней стадии воспалительного процесса регистрировать изменения в функциональном состоянии четвертей молочной железы.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Алиев А. Ю., Магометов А. С. Распространения мастита у коров в хозяйствах Хунзахского района Республики Дагестан // Проблемы ветеринарной науки и пути их решения: материалы региональной научно-практической конференции. Махачкала. 2019. С. 14-17.
2. ГОСТ Р 50.2.021-2002. Эталонные растворы удельной электрической проводимости жидкостей. Методика приготовления и первичной поверки. М. : Госстандарт России, 2002. 10 с.
3. Ильин О. В. Усовершенствованные способ прибор для измерения удельной электрической проводимости водных сред : дис....канд. техн. наук. Казань, 2015. 132 с.
4. Карташов Л. П. Машинное доение коров. М. : Колос, 1982. 301 с.
5. Кирсанов В. В., Милешина О. В. Способы и технические средства определения ранней диагностики мастита у коров и отделения аномального молока в потоке при доении на доильных установках // Вестник ВНИИМЖ. 1979. № 2 (2). С. 54-58.
6. Лопатин В. А. Теоретические основы электрохимических методов анализа : учеб. пособие для ун-тов. М. : Высшая школа, 1975. 295 с.
7. Сафиуллин Н. А. и др. Машинное доение коров - искусство. Казань : «Печатный двор», 2013. 107 с.
8. Петров С. С. Электропроводность молока, как один из главных признаков «интерьера» животного. Вологда : Северный печатник, 1925. 39 с.
9. Райд Х. Х. Усовершенствование методов диагностики и изучения физико-химических свойств молока при латентном стрептококковом мастите коров в условиях Эстонской ССР: автореф. дис.канд. вет. наук. Тарту, 1964.23 с.
10. Рогов Е. И. И молочный контролер, и коровий доктор // ИР. 2011. № 8. С. 16-17.
11. Скорчеллетти В. В. Теоретическая электрохимия. Л. : Госхимиздат, 1963. 609 с.
12. Соловьев С. А., Карташов Л. П. Исполнительные механизмы системы «человек-машина-животное». Екатеринбург: УрОРАН, 2001. 179 с.
13. Соловьева О. И., Кауфман О. Способ ранней диагностики заболевания молочной железы коров: пат. 2506891 Рос. Федерация. № 2011150232/14 заявл. 12.12.2011; опубл. 20.02.2014, Бюл. № 5. 3 с.
14. Ульянов В. М. Вопросы теории машинного доения коров. Рязань: РГСХА, 2006. 112 с.
15.Худякова Т. А., КрешковА. П. Кондуктометрический метод анализа: учеб. пособие вузов. М. : Высшая школа, 1975. 207 с.
16. Цой Ю. А. Процессы и оборудование доильно-молочных отделений животноводческих ферм. М. : ГНУ ВИЭСХ, 2010. 424 с.
17. Экхорутовен О. Т., Медведев Г. Ф. Неконтагиозный мастит у коров // Актуальные проблемы ветеринарного акушерства и репродукции животных: материалы Международной научно-практической. конференции. Горки : БСХА, 2013. С. 458-464.
18. Краусп В. Р. Электронная наносистема диагностики и лечения сверхранних форм мастита: пат. 2359639 Рос. Федерация. № 2008103217/13; заявл. 01.02.2008; опубл. 27.06.2009, Бюл. № 18. 3 с.
19. Егин Н. Л., Массов А. К., Евсюхин Е. С., Краусп В. Р., Чирков К. И., Сазонов Л. М. Электронное устройство для диагностики мастита у коров: а. с. 1346077 СССР. № 4007953/30-15 / заявл. 13.01.1986; опубл. 23.10.1987, Бюл. № 39. 4 с.
20. Егин Н. Л., Массов А. К., Кладников А. В. Электронное устройство для диагностики мастита у коров: а. с. 1671202 СССР. № 47399714/15; заявл. 25.09.1989; опубл. 23.08.1991, Бюл. № 31. 4 с.
Дата поступления статьи в редакцию 19.09.2019, принята к публикации 28.10.2019.
Информация об авторах: Рылов Александр Аркадьевич, кандидат технических наук, доцент кафедры технологического и энергетического оборудования Адрес: ФГБОУ ВО «Вятская ГСХА», 610017, Россия, г. Киров, Октябрьский пр-т, 133 E-mail: [email protected] Spin-код: 8186-0651
Савиных Петр Алексеевич, доктор технических наук,
профессор кафедры технологического и энергетического оборудования
Адрес: ФГБОУ ВО «Вятская ГСХА», 610017, Россия, г. Киров, Октябрьский пр-т, 133
E-mail: [email protected]
Spin-код: 5868-9317
Шулятьев Валерий Николаевич, доктор технических наук,
профессор кафедры технологического и энергетического оборудования
Адрес: ФГБОУ ВО «Вятская ГСХА», 610017, Россия, г. Киров, Октябрьский пр-т, 133
E-mail: [email protected]
Spin-код: 9560-3187
Заявленный вклад авторов:
Рылов Александр Аркадьевич: сбор и обработка материалов, подготовка первоначального варианта текста.
Савиных Петр Алексеевич: общее руководство проектом.
Шулятьев Валерий Николаевич: критический анализ и доработка текста.
Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.
REFERENCES
1. Aliyev A. Yu., Magometov A. S. Rasprostranenie mastita u korov v hozyaistvah Khunzahskogo raiona respubliki Dagestan [Distribution of mastitis in cows in the farms of the Khunzakh district of Dagestan], Problemy veterinarnoj nauki i puti ih resheniya :materialy regionaVnoj nauchno-prakticheskoj [Problems of veterinary science and the ways of their solution: materials of regional scientific - practical conference], Makhachkala, 2019. pp. 14-17.
2. GOST P 50.2.021-2002. Etalonnye rastvory udelnoj elektricheskoj provodimosti zhidkostej. Metodika progotovleniya i pervichnoj proverki [Reference solutions of specific electrical conductivity of liquids. Methods of preparation and primary verification], Moscow: Gosstandart of Russia, 2002. 10 p.
3. Ilyin O. V. Usovershenstvovannye sposob pribor dlya izmereniya udelnoj elektricheskoj provodimosti vod-nyh sred [The Improved method the device for measurement of specific electric conductivity of water environments. Ph. D. (Engineering) diss.], Kazan, 2015. 132 p.
4. Kartasov L. P. Machinnoe doenie korov [Machinery milking of cows]. Moscow: Kolos, 1982. 302 p.
5. Kirsanov V. V., Mileshina O. V. Sposoby i technicheskie sredstva oredeleniya rannej diagnostiki mastita u korov i otdeleniya anomalnogo moloka v potoke pri doenii na doilnyh ustanovkah [Methods and technical means of determining the early diagnosis of mastitis in cows and separation of abnormal milk flow during milking in milking installations], Vestnik of VNIIMI [Bulletin of VNIIMI], 2011, No. 2 (2), pp. 54-58.
6. Lopatin V. ATeoreticheskie osnovy elektrohimicheskih metodov analiza: uchebnoe posobie dlya universite-tov [Theoretical bases of electrochemical methods of analysis. Studies']. allowance for Un-tov. Moscow: Higher school, 1975. 295 p.
7. Safiullin N. Ah. Others. Machinnoe doenie korov - iskusstvo [Machine milking cows - art], Kazan: «Printing yard», 2013. 107 p.
8. Petrov S. S. Elektroprovodnost' moloka kak odin iz glavnyh priznakov «interera» zhivotnogo [Electrical conductivity of milk as one of the main features of the «interior» of the animal], Vologda: Northern printer, 1925. 39 p.
9. Reid H. H. Usovershenstvovanie metodov diagnostiki i izucheniya fiziko-himicheskih svoistv moloka pri latentnom streptokokkovom mastite korov v usloviyah Ectonskoj [Improvement of methods of diagnosis and study of physical and chemical properties of milk in latent streptococcal mastitis of cows in the conditions of the Estonian SSR. Ph. D. (Engineering) thesis], Tartu, 1964. 23 p.
10. Rogov E. I. I molochnyj kontroler, i korovij doctor [And dairy inspector, and a cow doctor], IR, 2011, No. 8, pp.16-17.
11. Skorchelletti V. V. Teoreticheskaya elektrochimiya [Theoretical electrochemistry], Leningrad: Goskhimiz-dat, 1963. 609 p.
12. Solov'ev S. A., Kartashov L. P. Ispolnitelnye mechanizmy sistemy «chelovek - machina - zhivotnoe» [Executive mechanisms of system «human - machine - animal»], Yekaterinburg: UrORAN, 2001. 179 p.
13. Solovieva O. I., Kaufman O.Sposob rannej diagnostiki zabolevaniya molochnoj zhelezy u korov: patent 2506891 Rossijskaya Federatsiya [Method of early diagnostics of diseases of mammary gland of cows: pat. 2506891 Russian Federation]. No. 2011150232/14; appl. 12.12.2011; publ. 20.02.2014, Bul. No. 5. 3 p.
14. Ulyanov V. M. Voprosy teorii mashinnogo doeniya korov [Questions of the theory of machine milking], Ryazan, 2006. 112 p.
15. Khudyakova T. A., Kreshkov A. P. Konduktometricheskij metod: uchebnoe posobie vuzov [Conductometric method of analysis. Studies. Handbook of universities]. Moscow: Higher school, 1975. 207 p.
16. Tsoi, Y. A. Процессы и оборудование доильно-молочных отделений животноводческих ферм [Processes and equipment of milking and dairy departments of livestock farms]. Moscow: GNU VIESH, 2010. 424 p.
17. Atherotomes O. T., Medvedev G. F. Nekontagioznij mastit u korov [Not contagious mastitis in cows], Ak-tual'nye problem veterinarnogo akusherstva i repdoduktsii zhivotnyh: materialy mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferentsii [Actual problems of veterinary obstetrics and reproduction in animals: mater. international. science.-prakt. conf.], Slides: BSHA, 2013. pp. 458-464.
18. Krause V. R. Elektronnaya nanosistema diagnostiki i lecheniya sverrannih form mastita: patent. 2359639 Rossijskaya Federatsiya [Electronic nanosystem for diagnosis and treatment of advanced forms of mastitis: pat. 2359639 Russian Federation]. No. 2008103217/13; appl. 01.02.2008; publ. 27.06.2009, Bul. No. 18. 3 p.
19. Egin N. L., Massov A. K., Eutuchin E. S., Kraus V. R., Chirkov K. I., Sazonov L. M. Elektronnoe ustroistvo dlya diagnostiki mastita u korov [An electronic device for diagnosing mastitis in cows]: a. s. 1346077. USSR; No. 4007953/30-15; appl. 13.01.1986; publ. 23.10.1987, Bul. No. 39. 4 p.
20. Egin N. L., Maslov A. K., Okladnikov A. V. Elektronnoe ustroistvo dlya diagnostiki mastita u korov [An electronic device for diagnosing mastitis in cows], a. s. 1671202 USSR. No. 47399714/15; appl. 25.09.1989; publ. 23.08.1991, Bul. No. 31. 4 p.
Submitted 19.09.2019; revised 28.10.2019.
About the authors:
Alexander A. Rylov, Ph. D. (Engineering), associate professor of the chair of technological and energetic tools Address: Vyatka State Agricultural Academy, 610017, Russia, Kirov, Oktyabrsky Avenue, 133 E-mail: [email protected] Spin-code: 8186-0651
Peter A. Savinykh, Dr. Sci. (Engineering), professor of the chair of technological and energetic tools Address: Vyatka State Agricultural Academy, 610017, Russia, Kirov, Oktyabrsky Avenue, 133 E-mail: [email protected] Spin-code: 5868-9317
Valeriy N. Shulyatiev, Dr. Sci. (Engineering), professor of the chair of technological and energetic tools Address: Vyatka State Agricultural Academy, 610017, Russia, Kirov, Oktyabrsky Avenue, 133 E-mail: [email protected] Spin-code: 9560-3187
Contribution of the authors: Alexander A. Rylov: collection and processing of materials, preparation of the initial version of the text. Peter A. Savinykh: managed the research project. Valeri N. Shulyatiev: critical analyzing and editing the text.
All authors have read and approved the final manuscript.
